ЭВУ 2 семестр / Презентации ЭВУ в пдф / Организация памяти 1
.pdf
Lection №5
Организация памяти. Модель памяти в реальном режиме
•Физический факультет, ЭВУ и системы, 7 семестр,2011 Доцент Моховиков А..Ю. Physics Faculty, Electronic Devices & Systems, 7th semester,2011 Dr. Mokhovikov
Alexander Yurievich
Outline
Программная модель процессора:
●Введение ;
●Регистры процессора
Регистры процессора:
●основные понятия;
●счетчик команд;
●типы регистров и примеры их применения;
Регистр флагов:
●флаги состояния;
●флаги управления;
●системные флаги.
Резюме к лекции и список используемой литературы
•Physics Faculty, Electronic Computing Devices & Systems, 7th semester,2011 Dr.Mokhovikov Alexander Yurievich
Организация памяти: Введение
Физическая организация памяти
Основная
(главную, оперативную, физическую)
Основная память представляет собой упорядоченный массив однобайтовых ячеек, каждая из которых имеет свой уникальный адрес (номер).
Процессор извлекает команду из основной памяти, декодирует и выполняет ее.
Для выполнения команды могут потребоваться обращения еще к нескольким ячейкам основной памяти.
Обычно основная память изготавливается с применением полупроводниковых технологий и теряет свое содержимое при отключении питания.
Вторичная
(внешнюю) память
Вторичную память (это главным образом диски) также можно рассматривать как одномерное линейное адресное пространство, состоящее из последовательности байтов.
В отличие от оперативной памяти, она является энергонезависимой, имеет существенно большую емкость и используется в качестве расширения основной памяти.
•Physics Faculty, Electronic Computing Devices & Systems, 7th semester,2011 Dr.Mokhovikov Alexander Yurievich
Организация памяти: Введение
|
Слово |
Двойное слово |
|
|
(32 бит) |
|
|
|
(16 бит) |
|
|
Байт |
|
|
|
|
|
|
|
(8бит) |
|
|
Учетверённое слово |
|
|
|
|
|
ВСЁ ПРОСТРАНСТВО ПАМЯТИ |
(64бит) |
|
|
|
||
Параграфы
(области из 16 смешных байт)
Единицы памяти
Сегменты |
Страницы |
|
•Physics Faculty, Electronic Computing Devices & Systems, 7th semester,2011 Dr.Mokhovikov Alexander Yurievich
Организация памяти: Три адресных пространства
Линейное
Логическое
Физическое
ЭВУ
ruleZZZ!!
Логическая память
Аппаратная организация памяти в виде линейного набора ячеек не соответствует представлениям программиста о том, как организовано хранение программ и данных.
Большинство программ представляет собой набор модулей, созданных независимо друг от друга. Иногда все модули, входящие в состав процесса, располагаются в памяти один за другим, образуя линейное пространство адресов.
Однако чаще модули помещаются в разные области памяти и используются по-разному.
Схема управления памятью, поддерживающая этот взгляд пользователя на то, как хранятся программы и данные, называется сегментацией.
ADDRESS MEMORY SPACES
•Physics Faculty, Electronic Computing Devices & Systems, 7th semester,2011 Dr.Mokhovikov Alexander Yurievich
Организация памяти: Сегментация
Сегмент – область памяти определенного назначения, внутри которой поддерживается линейная адресация.
Сегменты содержат процедуры, массивы, стек или скалярные величины, но обычно не содержат информацию смешанного типа.
При использовании сегментированной модели
(Segmented Model) для программы память представляется группой независимых адресных блоков, называемых сегментами.
|
|
|
Сегментация |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
позволяет |
|
|
|
используется |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
для объединения областей |
|||
эффективно управлять пространством логических адресов |
|
|
||||||
|
|
памяти с общими |
||||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
атрибутами |
||
Каждый сегмент имеет несколько связанных с ним атрибутов: размер, расположение, тип (стек, программа или данные) и характеристики защиты.
•Physics Faculty, Electronic Computing Devices & Systems, 7th semester,2011 Dr.Mokhovikov Alexander Yurievich
Организация памяти: Формирования адресов
•Physics Faculty, Electronic Computing Devices & Systems, 7th semester,2011 Dr.Mokhovikov Alexander Yurievich
Организация памяти: Селектор сегмента
Селектор сегмента хранится в старших 14 битах сегментного регистра (CS - выборка команд,
DS - любые другие ссылки на память, кроме тех, что используют в качестве базового регистр BP,EBP,ESP;
ES - Строка-приемник,
FS,GS - Ссылки на память, использующие в качестве базового регистр BP,EBP,ESP), участвующего в адресации конкретного элемента памяти
Логический адрес,
также называемый виртуальным, состоит из селектора сегмента
(в реальном режиме – просто адреса сегмента) и эффективного адреса, называемого также смещением.
•Physics Faculty, Electronic Computing Devices & Systems, 7th semester,2011 Dr.Mokhovikov Alexander Yurievich
Организация памяти: Формирования адресов
● Смещение (Displacement или Disp) —
8-, 16или 32-битное число, включенное в команду.
●База (Base) — содержимое базового регистра. Обычно используется для указания на начало некоторого массива.
●Индекс (Index) — содержимое индексного регистра. Обычно используется для выбора элемента массива.
●Масштаб (Scale) — множитель (1, 2, 4 или 8), указанный в коде инструкции. Этот элемент используется для указания размера элемента массива, доступен только при 32-битной адресации.
Эффективный адрес
формируется суммированием компонентов base, index, displacement
с учётом масштаба scale.
Каждая задача может иметь до 16Кбайт селекторов (214)
Х
Смещение, ограниченное размером
сегмент, может достигать 4Гбайт } Логическое пространство для каждой
задачи может достигать 64 Тбайт
•Physics Faculty, Electronic Computing Devices & Systems, 7th semester,2011 Dr.Mokhovikov Alexander Yurievich
Организация памяти: Режимы адресации
|
Эффективный адрес |
||
|
Различные способы вычисления эффективного адреса формируют |
||
|
еще несколько режимов адресации: |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Режим |
Адрес |
|
|
|
|
|
Прямая адресация (Direct Mode) |
EA=Disp |
|
|
|
|
|
|
Косвенная регистровая адресация(Register Indirect Mode) |
EA=Base |
|
|
|
|
|
|
Базовая адресация (Base Mode) |
EA=Base+Disp |
|
|
|
|
|
|
Индексная адресация (Index Mode) |
EA=Index+Disp |
|
|
|
|
|
|
Масштабированная индексная адресация (Scaled Index Mode) |
EA=Scale*Index+Disp |
|
|
|
|
|
|
Базово-индексная адресация (Based-Index Mode) |
EA=Base+Index |
|
|
|
|
|
|
Масштабированная базово-индексная адресация (Based Scaled |
EA=Base+Scale*Index |
|
|
Index Mode) |
|
|
|
|
|
|
|
Базово-индексная адресация со смещением (Based-Index Mode |
EA=Base+Index+Disp |
|
|
with Displacement) |
|
|
|
|
|
|
|
Масштабированная базово-индексная адресация со смещением |
EA=Base+Scale*Index+Disp |
|
|
(Based Scaled Index Mode with Displacement) |
|
|
|
|
|
|
|
•Physics Faculty, Electronic Computing Devices & Systems, 7th semester,2011 Dr.Mokhovikov Alexander Yurievich